I och med att Akademiska sjukhuset i Uppsala växer och verksamheten utvecklas, ökar även dess kylbehov. Under 2011 inledde Region Uppsala ett samarbete med Sweco för att utreda hur kylbehovet för sjukhuset kunde tillgodoses på ett effektivt sätt, med en framtidsaspekt till år 2060. Samarbetet resulterade i en kyllösning i form av ett stort sekundärtnät, kallat KB01, som ägs och förvaltas av Region Uppsala. Till det sekundära nätet ska varje fastighet inom sjukhusområdet med ett kylbehov kopplas upp separat, istället för som i ett traditionellt system där varje fastighet kopplas upp mot fjärrkyla leverantörens nät. Fördelar med ett stort sekundärt system är att energin kan flyttas mellan byggnader, där en byggnad kan ha ett kylbehov medan den andra har ett värmebehov. På så sätt sparar Region Uppsala på inköpt energi, och gör ett mindre avtryck på miljön. KB01-systemet är idag byggt och två fastigheter är uppkopplade mot det, varav en fastighet är i byggnationsfas och inte helt driftsatt. Syftet med examensarbetet var att analysera tre olika kylundercentraler, analysen skulle resultera i förslag för att öka returtemperaturen i det sekundära nätet. En ekonomisk analys har genomförts för att se om investeringskostnaden för ett stort sekundärt nät kan återbetalas med en minskad avgift för abonnerad effekt hos leverantören, om en sådan kostnad skulle införas. Resultatet från den ekonomiska beräkningen visar på en minskad årlig kostnad för abonnerad effekt med ca 160 tkr jämfört med ett traditionellt system. Dock är nettonuvärdet för KB01-systemet 3,6 Mkr dyrare än ett traditionellt system skulle ha varit.   Genomgång av driftdata har resulterat i fem åtgärdsförslag för att öka returtemperaturen och den interna användningen av energin. De fyra åtgärdsförslagen presenteras nedan. För att förbättra regleringen på primärsidan föreslås det att installera parallellkopplade ventiler, detta i enlighet med Svensk Fjärrvärmes rekommendationer om styrventiler vid en installerad effekt över 300 kW [1]. I samband med installationen av parallellkopplade ventiler bör även styrningen för kylcentralen ändras, så värmeväxlarna arbetar beroende av varandra istället för oberoende som de gör idag. Som energisparåtgärd föreslås det att ändra styrningen för pumparna i R4. Styrningen ska ändras från konstanttrycksreglering till proportionell tryckreglering. För att öka returtemperaturen i sekundärnätet bör styrningen i R4 ändras till typ-2 reglering, vilket betyder att istället för att endast reglera på framledningstemperaturen i tertiärnätet, ska styrcentralen börja reglera på returtemperaturen i sekundärnätet om den avviker alldeles för mycket. För att öka returtemperaturen bör funktionen för förbigångsventilen på sekundärsidan i R4 avaktiveras. Om ventilen avaktiveras kan returtemperaturen öka en grad under rådande volymflöde. När negativa flöden registreras på sekundärsidan bör styrventilen på primärsidan stängas tills dess att flödet blivit positivt igen. / The University hospital in Uppsala is in an expanding phase with renovation of existing buildings, new building projects and a more sophisticated healthcare. Therefor the cooling demand is rising as the hospital is expanding. In 2011 Region Uppsala started a collaboration with Sweco to see how the rising cooling demand could be guaranteed in an efficient way, with a time perspective to 2060. The collaboration resulted in a proposal of a big secondary cooling system, with only one connection point to the district cooling. Buildings in the hospital area will connect to the system, this is instead of a traditional system where every building is directly connected to the district cooling. The benefits with a system like this is that low quality energy can be transported between buildings in an easy way. With this system, the regional council can lower their demand of purchased energy, and instead use their internal energy better. Today the system is operational with two subsystems connected to it. Although one of the subsystems is not fully operational because of ongoing constructions of the building. The purpose with this master thesis was to analyze three different substations that are a part of the cooling system, the analyze should result in ways to improve the temperature in the return pipe, and the use of internal energy. To control if a big secondary system could be profitable investment vise, if a cost for reserved effect is to be implemented by the district cooling supplier, the investment comparison is with an traditional system and an economical calculation has been performed to control this. The result from the economical calculation showed a lower yearly cost of 160 kkr for the big secondary system in comparison with a traditional system, but a higher net present value of 3,6 Mkr. Evaluation of the operating data from the substations resulted in five different suggestions to improve the return temperature and use of internal energy. These suggestions are as following, To improve the use of available energy on the primary side, it’s suggested to install two parallel control valves on the primary side, in accordance to Svensk Fjärrvärme recommendation about control valves in systems with an installed effect over 300 kW [1]. In connection with installing parallel control valves, the regulation of the heat exchanger should be altered so they work together, instead of independently as it is today.  The regulation of the circulations pumps in R4 should be changed, from constant pressure regulation to proportional pressure regulation. This measure will have no effect on the return temperature, this is only an energy saving measurement. Change the type of regulation to type-2 regulation in the subsystem for house R4. What this means is that if the temperature in the supply pipe is stable, and the temperature in the return pipe start to descend, the subsystem will go over to regulate on the return temperature instead of the supply temperature. Deactivate the function for a bypass valve in R4, if the function is deactivated the return temperature could rise one degree Celsius, under the circumstances that the volume flow in the system is as it has been up to now. When the flow is negative on the secondary side, the regulation valve on the primary side should close, and then open again when the flow is positive.

The Earth’s climate is getting warmer. Combustion of carbon dioxide is one of themain causes and results in increased levels of greenhouse gases that Earth’s vegetation is unable to carry, which ends up outside Earth’s natural cycle. In order to achieve an ecological sustainability, Sweden and EU has set climate and energy targets for 2020 and 2030, to encourage energy efficiency, energy savings and development of new and renewable energy sources. Akademiska Hus, is one of Sweden's largest property companies and their goal is to reduce the amount of purchased energy by 50% until 2025. This study was made in cooperation with Akademiska Hus and aims to investigate the possibilities of utilising waste heat from the district cooling return for Ulls Husby implementing a heat exchanger which preheats the supply air in the ventilation system for the building. The goal is to examine if the solution is realizable and profitable, and to create a basis for future implementation of heat recovery in several of Akademiska Hus's properties. Calculations regarding power and energy demands are carried out for the current ventilation system without preheating and with an implemented preheating. Seven different test scenarios were investigated to determine when the conditions are favorable for preheating. The payback method is applied to investigate if the implementation is economically profitable. The results show that the purchased energy can be decreased by 1332 kWh for Ulls Hus by preheating the air during the investigated period between 15th October 2018 and 14th April 2019. Preheating decreases the number of power peaks higher than 25 kW in the ventilation system from 160 to 5 peaks. The reduction in energy and power demand is not considered economically profitable with a payback time of 309 years. Optimizing the operation strategy for the ventilation system to eliminate the power demand that occurs during the daily start of the system can decrease the purchased energy without preheating by 1 486 kWh, which correspond to 66%.With preheating the reduction can be additional 816 kWh to the results of preheating. This, as a suggestion, can be done by commissioning the heatexchanger before the rest of the ventilation system starts. The results for the four of the seven test scenarios that including lower temperature efficiency and 24-hour operation, alone or combined with each other and with a regulated supply air, show a larger reduction of purchased energy andthat an implementation can be considered economically profitable with shorter payback times. The four scenarios show a reduction with 62 630 kWh to 122 160 kW hand a pay back time half as short as the technical life expectancy which is considered economically profitable.

Kylanläggningar som förser kylabonnenter med kyla har många gånger problem medtoppeffekter. Dessa är kortvariga kylbehov som fordrar betydligt högre kyleffekter är normaltoch inträffar bland annat vid höga utetemperaturer. Installerade kylanläggningar är sällandimensionerade för att klara toppeffekter. Då toppeffekter inträffar kan t.ex. innertemperaturerhos en kylabonnent med komfortkyla därför stiga till oacceptabla nivåer. Detta examensarbetevisar att det är möjligt att konstruera kyllager med flytande vatten som kan medföra enminskning av fast årskostnad för kylanläggningar med fjärrkyla, eller undvika att installeradeffekt behöver utökas i kylanläggningar med egna kylmaskiner. Detta kan leda till möjligavinster ur miljö- och ekonomiaspekter. Detta är möjligt genom att kylenergin som behövsunder dygnet i förhand ackumuleras under tidpunkter då kylbehovet är lägre än denkylproducerande enhetens installerade effekt. / Chiller plants that provide loads with cooling are commonly exposed to cooling power peaks.These are short cooling demands that require significantly higher cooling powers thannormally and usually occur during high outdoor temperatures. Existing plants are rarelydimensioned to handle such high, short lived cooling demands. When cooling power needspeaks indoor temperature, for example in a comfort cooling system, can rise to unacceptablelevels. This thesis shows that it is possible to construct a cold storage for liquid water thatprovides the ability of decreasing yearly fixed cost for plants provided by district cooling or toavoid the need of increasing installed cooling power capacity in plants with local chillerswhile creating possible environmental- and economical profits. This is possible due to storingof cooling energy needed for the upcoming day during times of the present day when coolingneeds are lower than the cold generating units installed power.

Kylbehovet i fastigheter spås öka i framtiden till följd av en ökad användning av elektroniskutrustning, ökade krav på inomhuskomfort samt en global uppvärmning som enligt forskarekommer att höja medeltemperaturen på jorden. För att möta efterfrågan på kyla genomför BorlängeEnergi tillsammans med teknikkonsultfirman INTEC utredningar om etablering av fjärrkyla iBorlänge.För att etableringen av ett fjärrkylnät ska vara aktuellt krävs att affären blir lönsam för BorlängeEnergi samtidigt som de potentiella kunderna ser erbjudandet som attraktivt. Syftet med studien äratt i samarbete med INTEC och Borlänge Energi göra ett beräkningsprogram i kalkylprogrammetExcel som kan ge underlag för beslutsfattande kring utformningen av ett fjärrkylnät i Framtidsdaleni Borlänge. För att påvisa beräkningsprogrammets användbarhet har lönsamhetsberäkningar och enkänslighetsanalys genomförts på ett förslag till etablering av fjärrkylnätet som tagits fram avuppdragsgivare.Studien utfördes genom att bearbeta litteratur om funktionen för ett fjärrkylnät samt metoder förinvesteringskalkylering. Detta gjordes genom att söka relevant information på databaser samtrekommendationer och riktlinjer från myndigheter. Även annan väsentlig litteratur i bokformanvändes. Beräkningsprogrammet utvecklades i kalkylprogrammet Excel och beräkningar gjordesbaserat på givna förutsättningar.Siffrorna i studien ska inte ses som slutgiltiga och bör betraktas som en indikator för om det finnsanledning att gå vidare med en djupare utredning. Resultaten visar att det nätt och jämnt finnsekonomisk lönsamhet för Borlänge Energi i en investering i ett småskaligt fjärrkylnät utan att tahänsyn till mjuka parametrar i kalkylen. För kunderna blir det mer ekonomiskt lönsamt över enlängre tidshorisont att ansluta sig till fjärrkyla i jämförelse med att investera i en enskild kylcentral.Resultaten förutsätter dock att driftskostnaden för absorptionskylmaskinen hålls låg och är beroendeav en större anslutningsavgift från en av kunderna. Driftskostnaden för absorptionskylmaskinen ären osäkerhetsfaktor då produktionskostnaden i framtiden kan komma att höjas på grund av enminskad tillgång till industriell restvärme. / The cooling demand is projected to grow in the future due to an increase in use of electrical equipment, increased requirements regarding indoor comfort as well as global warming, which according to scientists will raise the average air temperature on earth. To meet the cooling demand, Borlänge Energi, together with the technology consulting firm INTEC, is conducting investigations into the establishment of district cooling in Borlänge.For the establishment of a district cooling network to be relevant, it is required that the deal becomes profitable for Borlänge Energi at the same time as the potential customers see the offer as attractive. The purpose of the study is to, in collaboration with INTEC and Borlänge Energi, make a calculation program in Excel which can provide a basis for decision-making regarding the design of a district cooling network in Framtidsdalen in Borlänge. To demonstrate the usefulness of the calculation program, profitability calculations and a sensitivity analysis have been carried out on a proposal for the expansion of the district cooling network developed by INTEC.The study was carried out by processing literature on the function of a district cooling network and methods for investment calculation. This was done by searching for relevant information in databases as well as recommendations and guidelines from authorities. Other essential books on the given topic were also used. Profitability calculations were performed using the developed calculation tool in Excel and were based on given assumptions.Although the figures in the study should not be seen as definitive and should be regarded as an indicator of whether there is reason to proceed with a deeper investigation, the results show that there is only just economic profitability for Borlänge Energi to invest in a small-scale district cooling network without taking consideration of soft parameters. For customers, it will be more economically profitable over a longer time horizon to join district cooling in comparison with investing in an individual cooling system. The results assume, however, that the operating cost of the absorption cooling machine is kept low and is dependent on a larger connection fee from one of the customers. The operating cost of the absorption cooling machine is an uncertainty factor as the production cost may increase in the future due to a reduced supply of industrial waste heat.

Akademiska Hus AB är ett statligt ägt fastighetsbolag med uppdrag att äga och förvalta fastigheter för utbildning, forskning och studentbostäder. Ett av deras energimål är att halvera mängden inköpt energi till år 2025 med startår 2000. Syftet med detta examensarbete är att undersöka förbättringsmöjligheter och åtgärder kopplade till VVS-system för att nå energimålet. Arbetet har utförts på förvaltningsområdet Campus Solna som har ett specialavtal med Stockholm Exergi för fjärrvärme och fjärrkyla. Specialavtalet är utformat med fördelaktiga tariffer vid hög nyttjandegrad, ett exempel är kompensation vid användning av fjärrkyla under vinterperioden men det föreligger tilläggsavgifter vid underutnyttjad leverans. Detta sätter begränsningar i vilka typer av besparingsåtgärder som kan utföras med positivt ekonomiskt resultat samt minskad andel inköpt energi. De besparingsåtgärder som har valts för beräkningar är två typer av värmepumpslösningar och ett byte till effektivare värmeåtervinningsbatterier. Beräkningarna har utförts med hänsyn till gällande avtal och därefter jämförts mot ett annat befintligt standardavtal inom Akademiska Hus för att undersöka om förvaltningsområdet Campus Solna skulle gynnas av en annan avtalsform. Nyttjandetiden för fjärrvärme och fjärrkyla är ett förhållande mellan energi och effekt visar resultatet att de åtgärder där den procentuella andelen mellan energi- och effektbesparing är ungefär lika stor finns största ekonomiska lönsamheten. Resultatet efter utförda beräkningar visar att de två typerna av värmepumpslösningar ger stora besparingar i inköpt energi men i förhållande till effektbesparingarna generar detta tilläggsavgifter och en ekonomisk förlust. Vid jämförelse mot standardavtalet utan tilläggsavgifter sparas en stor andel inköpt energi och den potentiella ekonomiska besparingen ökar. Dock, visade det sig vid en totalkostnadsanalys att den årliga kostnaden för värmepumpslösningen med standardavtalet blir lika stor som kostnaden med det befintliga avtalet utan någon åtgärd och detta på grund av att tarifferna för inköpt fjärrvärme och fjärrkyla är högre. Värmeåtervinningsbatterierna har ett bättre förhållande mellan energi- och effektbesparing vilket resulterar i en ekonomisk vinst även vid gällande avtal. Eftersom återvinning av värme minskar andelen förbrukad energi är det även positivt ur en miljö- och hållbarhetssynpunkt. Slutsatsen är att om det befintliga avtalet fortsätter att nyttjas måste åtgärder som skapar ett bra förhållande mellan energi- och effektbesparing hittas. Alternativet är att försöka förhandla fram ett nytt avtal när gällande specialavtal löper ut för att göra åtgärder som värmepumpar lönsamma. Utöver ovannämnda undersökning har arbetsmetoderna för energibesparingar på Akademiska Hus undersökts genom kvalitativa intervjuer där syftet var att belysa hur nuvarande samarbete ser ut mellan de olika yrkesrollerna samt om det finns en tydlig strategi för hur energimålet ska nås. En slutsats efter utförda intervjuer är att det upplevs att det finns för lite tid att genomföra ett energiarbete. Bakomliggande orsak till detta anses vara att det skulle behövas en bättre arbetsmetodik, tydligare struktur för arbetsfördelning samt mer resurser i form av en dedikerad arbetsgrupp som jobbar operativt med energifrågan. / Akademiska Hus AB is a government owned real estate company, their primary mission is to own and administrate facilities for education, research and student housing. One of their energy goals is to reduce the amount of acquired energy by half between the year 2000 and 2025. The purpose of this thesis is to find solutions and ways to make improvements regarding HVAC-systems to achieve this energy goal. The work has been carried out at the property area Campus Solna, which have an agreement with special amendments and conditions with Stockholm Exergi concerning district heating and cooling. The agreement is designed with beneficial tariffs at high utilization, one example is that during the winter season Akademiska Hus gets compensated for using the district cooling but it also exists surcharges at underutilization of delivered heating and cooling. This puts limitations in which types of measures that can be performed to reduce the amount of acquired energy and at the same time have a positive economical result. The selected solutions are two different types of heat pumps and a change to more efficient heat recovery exchangers for ventilation. The calculations have been executed with regard to the current special agreement and then compared to another existing agreement within the corporation to examine if Campus Solna would benefit from another agreement. The utilization time for the district heating and cooling consist of a relation between energy and power, results show that saving measures where the ratio between them are about the same size is the most profitable economically. The results after the performed calculations show that the two types of heating pumps generate large savings in acquired energy but in relation to the reduced power usage causes surcharges and an economical loss. When compared to the other agreement without the additional charges the potential economical outcome improves while reducing the acquired energy. However, when performing a total cost analysis, the calculations with the other agreement indicate that the total annual cost for acquired energy with the heating pump solutions will amount to the same as using the existing agreement without performing any energy saving measures. This is due to the difference in tariffs between the agreements. The heat recovery exchangers have a better relation between energy and power savings, which results in an economical profit regardless of the agreements. This measure also decreases the consumed energy, which has a positive impact on the environment and sustainability. In conclusion, if the current agreement is to be used in the future energy saving measures have to meet the requirement of the energy and power ratio. However, finding enough of such measures that helps Campus Solna to achieve their energy goal can be problematic. The alternative is to renegotiate the agreement to make solutions like heat pumps profitable. Through qualitative interviews with a selection of personnel, work methods connected to energy saving has been discussed to see if there are possibilities for improvements regarding collaboration between the different departments to achieve the energy goal. One conclusion after the interviews is that the personnel are experiencing that there is not enough time to focus on energy savings and projects in their daily work. Hence, there is a need for better working methods, a clearer structure for how the work is to be distributed and more resources in the form of a dedicated working group that works operationally with the energy issue.

Vid bestämmelse av vilket värme- och kylsystem som ska användas i fastigheter så finns det flertalet aspekter som går att ta hänsyn till. Tidigare har det varit högt fokus på energi och ekonomi, men med ökat fokus på hållbarhet och miljön både globalt och i Sverige har det blivit allt mer viktigt att hitta robusta lösningar som presterar inom samtliga av dessa områden. Helenius Ingenjörsbyrå som är installationskonsulter inom VVS-, miljö-, och energiområdet vill ligga i framkant när det kommer till energi och miljö. I samband med högre krav på hållbarhet och miljö är det av intresse för Helenius att se hur konventionella värme- och kylsystem presterar när de ställs inför energiprestanda, klimatpåverkan, ekonomi och återbruk. Utöver detta, även se hur resultatet för systemens prestanda påverkas av den geografiska placeringen genom att utreda dessa områden på lokal nivå (i Uppsala) och på generell nivå. Generell nivå motsvarar ett medelvärde för Sverige. Detta examensarbete har därmed tagit fram en arbetsmetodik för att utreda dessa områden och lämpliga system för ändamålet. Ändamålet i detta arbete handlar om att förse värme och kyla till en kontorsfastighet med tillhörande verksamheter där det finns en konstant kyllast över året. De fyra systemuppställningar som togs fram och utreddes i arbetet var: kylmaskin med värmeåtervinning från kondensorvärmen och separat fjärrvärmesystem (Modell 1). Andra uppställningen var kylmaskin med fjärrvärme och ingen möjlighet till värmeåtervinning (Modell 2). System tre var fjärrkyla och fjärrvärme (Modell 3) och system fyra borrhålslager som utnyttjar frikyla och bergvärmepumpar (Modell 4). Resultatet visar att Modell 4 var mest fördelaktigt för total köpt energi hos konsument både vid utredning lokalt och generellt. Den utredda EROI (Energy Return On Investment) visade på fördel hos Modell 3 både lokalt och generellt. Lägst klimatpåverkan i form av totalt utsläppta koldioxidekvivalenter från livscykelanalysen hade Modell 4 när det utreddes på lokal nivå, i Uppsala. Generellt i Sverige så var det istället Modell 1 som hade lägst klimatpåverkan. Systemet med lägst livscykelkostnad var Modell 1 när det utreddes lokalt för Uppsala, och i det generella fallet hade Modell 3 lägst livscykelkostnad. Kostnadsfördelningen mellan systemen visar att Modell 4 innehar en större grundinvestering men var därefter mer oberoende av marknadens energipriser, underhåll- och driftkostnader. De andra systemen hade lägre investeringskostnader och lägger större delen av livscykelkostnaden på energi-, drift- och underhållskostnader. Det framgick också att Modell 4 var den uppställning som var minst känslig mot ändringar i energipriser, vilket kan vara en säkerhetsfaktor för investeringar över lång tid. Arbetet utredde återbrukspotentialen hos systemen. Resultatet framgick till att återbruk är fortfarande en så pass ny arbetsmetodik och att det ännu inte finns tillräckligt mycket erfarenhet och generella metoder för att ta fram en exakt potential för återbruk hos icke enhetliga produkter. Återbrukspotentialen hos systemen i arbetet togs fram baserat på en fördelning hos delkomponenterna i systemet och samtliga viktades lika. Detta medförde att Modell 4 hade högst återbrukspotential på 53 %, förutsatt att de installerade borrhålen går att återbruka. Finns det inte möjlighet till återbruk hos borrhålen så sjönk resultatet till 28 %. Resterande system uppnådde 40 % återbrukspotential. Resultaten som togs fram i arbetet visar på att systemen inte ska jämföras direkt mellan lokalt och generellt fall. Detta på grund av att storleksordningen i resultaten samt vilket system som har lägst kontra högst värde i de olika fallen ändras. Det går att använda de generella resultaten och jämföra system på generell nivå men då krävs det också att diskussionen är på generell nivå. Detta medför vikten av att för varje enskilt fall kontrollera de lokala förutsättningarna för varje system. Rekommendationen för val av systemen blir därmed projektspecifik beroende på vilket område som värderas högst: energi, klimat, ekonomi eller återbruk. / When determining which heating and cooling system to use in buildings, there are several aspects that can be taken into account. In the past there has been a high focus on energy and economy, but with an increased focus on sustainability and the environment both globally and in Sweden, it has become increasingly important to find robust solutions that perform in all areas. Helenius Ingenjörsbyrå, which are installation consultants in the HVAC, environmental and energy fields, wants to be at the forefront when it comes to energy and the environment. In connection with higher demands on sustainability and the environment, it is of interest to Helenius to see how conventional heating and cooling systems perform when evaluated with respect to energy performance, climate impact, economy and recycling. In addition to this, also see how the result of the systems performance is affected by its geographical location by investigating these areas at a local level (in Uppsala) and at a general level. General level corresponds to an average value for Sweden. This thesis has thus developed a methodology to investigate these areas and suitable systems for the purpose. This work will investigate an office property where heating and cooling is supplied by different conventional heating and cooling systems. The building also has a constant cooling load throughout the year. The four system setups that were developed and investigated in the work were: cooling machine with heat recovery from the condenser heat and separate district heating system (Model 1). The second set-up was a cooling machine with district heating and no option for heat recovery (Model 2). System three was district cooling and district heating (Model 3) and system four borehole storage that utilizes free cooling and heat pumps (Model 4). The result shows that Model 4 was the most beneficial for total energy purchased by the consumer both when investigated locally and generally. The investigated EROI (Energy Return On Investment) showed an advantage for Model 3 both locally and generally. Model 4 had the lowest climate impact in terms of total emitted carbon dioxide equivalents from the life cycle assessment when it was investigated at a local level, in Uppsala. Generally in Sweden, it was instead Model 1 that had the lowest climate impact. The system with the lowest life cycle cost was Model 1 when it was investigated locally for Uppsala, and in the general case Model 3 had the lowest life cycle cost. The distribution of costs between the systems shows that Model 4 has a larger initial investment but was subsequently more self-sustaining and also independent of the markets energy prices. The other systems had lower investment costs and spend most of the life cycle cost on energy, operation and maintenance costs. It also appeared that Model 4 was the setup that held up the most against changes in energy prices, which can be a safety factor for investments over the long term. The work investigated the re-use potential of the systems and the result showed that re-use is still such a new work methodology and that there is not yet enough experience and general methods to produce a fully accurate potential for re-use of non-uniform products. The re-use potential of the systems in the work was developed based on a distribution of the sub-components of the system and all were weighted equally. This meant that Model 4 had the highest re-use potential of 53 %, assuming that the installed boreholes can be re-used. If there is no possibility of re-use at the boreholes, the result dropped to 28 %. Remaining systems achieved 40 % re-use potential. The results produced in this work show that a direct comparison should not be made between local and general cases. This is because the order of magnitude in the results and which system has the lowest versus highest value in the various cases changes. It is possible to use the general results and compare systems on a general level, but then it is also required that the discussion is on a general level. This entails the importance of checking for each individual case the local conditions for each system. The recommendation for what system to go for will therefore be project specific depending on which area is valued the most: energy, climate impact, economic costs or re-use.

Distributionsförluster är en viktig faktor i fjärrenergisystem. Genom att optimera förluster i sådana system, kan både ekonomiska och miljömässiga aspekter uppfyllas. Tyvärr finns det ringa information om rörförluster i fjärrkylasystem. Föreliggande studie fokuserar på förluster i ett fjärrkylanät genom att både använda ett R-nätverk och FEM simuleringsmodeller. Ett R-nätverksmodell bestående av termiska konduktanser har utvecklats genom analytiska ekvationer och simuleringar med FEM har utfört för validering av modellen. Därefter har ett fjärrkylanätverk som konstrueras i Gävle, analyserats. Undersökningen omfattar 15 olika rördiametrar i tre utföranden (dubbelrör med två symmetriska och en osymmetrisk värmeisolering) och i tre förläggningsdjup (0,8; 2 och 4 meter) för en säsong om 7 månader (April t o m Oktober). Särskilt utreds ökningen av temperaturen hos framledningsmediet, där matningsrören förlagts i en å mitt i staden om en sträcka av 1 km. Den maximala förlusten under säsongen, bland alla rörkonfigurationer, motsvarar 2 % av den totala levererade energin. Slutligen konstateras att kombinationen av isolerad framledningsrör och oisolerade returrör verkar som en gångbar investering, ekonomiskt och tekniskt, men kan inte användas i hela nätet eftersom stora delar har redan byggts med oisolerade plaströr. R-nätverksmodellen, som visades vara effektiv och pålitlig i undersökningen, kan som beräkningsverktyg, framförallt för dimensionering och för att uppskatta energiförluster. / Distribution losses are a very important factor in district energy systems. By optimizing the losses in such a system, both economical and environmental aspects can be fulfilled. Unfortunately, there is few information regarding losses for district cooling systems. This study focuses on losses in district cooling networks by using both R-network and FEM simulation models. A R-network model composed of thermal conductances has been developed through analytical equations and simulations have been performed for validation. Afterwards, an in-progress construction project of a district cooling network from the city of Gävle, Sweden, is analyzed. The assessment consists of 15 pipe diameters in three configurations (two symmetric cases and one asymmetric), at three ground laying depths (0.8, 2 and 4 meters) for a duration of 7 months (April to October). A particular case in which the main distribution pipes from and to the plant are submerged in the city’s river for a distance of 1 km is investigated in order to estimate the temperature increase of the supply water. A maximum cooling loss below 2% of the total delivered energy during the season for any network configuration resulted from the calculation. Finally, the mixed pipes array seems to be a feasible investment both economically and technically but it cannot be used for the entire network spread since a part of the network has been already built with the non-insulated plastic pipes. The R-network model proved to be effective and reliable in the analysis which provides confidence that it can serve as a solid foundation for a calculation tool - primarily for design purposes and also for estimating energy loss.

LKAB behöver kyla till sina processer för att kunna förädla järnmalm. Ökad tillgång på elektronik och efterfrågan på komfortkyla breder ut sig i samhället idag, vilket leder till ett ökat kylbehov. Flertalet gamla kylanläggningar på LKAB i Kiruna börjar uppnå sin livslängd och behöver ersättas med nya maskiner och ny teknik. Då är utbyggnad av fjärrkylanätet som idag levererar kyla till KK4, KA3 och SAK-labb/kontor extra intressant. Istället för att ersätta gamla kylmaskiner i andra byggnader med nya kan man ansluta sig till de berörda fjärrkyalnätet. Det är ett nät där absorptionskylmaskiner och frikyla tillgodoser kylbehoven vilket även är ett bra val ur en miljömässig synpunkt då man nyttjar spillvärme. Idag klarar detta system av att leverera kyla till nuvarande kunder men frågan är hur mycket mer man kan ansluta till samma nät och vart begränsningarna ligger. Tittar man bara på kylmaskinerna ska man kunna ta ut 3MW kyla vilket är tre gånger så mycket som levereras idag. Begränsningarna ligger således inte där utan det är i de olika kretsarna till/från kylmaskinerna. I denna studie har mätvärden bakåt i tiden varit nödvändiga då endast frikyla använts under tidsperioden då detta examensarbete har utförts. Problem med loggning av data, felinställda givare och avsaknad av mätare har gjort att konkreta beräkningar uteblivit. Denna studie får ses som ett första steg mot en eventuell utökning av kylnätet. Konkreta förslag på hur man ska komma vidare för att kunna utnyttja nuvarande kylanläggnings hela potential tas upp i rapporten. Kan man i framtiden bygga ut fjärrkylnätet skulle man minska elanvändningen och underhållskostnaderna då man får ett färre antal kylmaskiner. / To refine iron ore products cooling is needed at LKAB. The increase of electronic devices and comfort cooling leads to higher cooling demands everywhere in society. Many old cooling machines soon are going to reach the end of their life span and needs to be replaced at LKAB in Kiruna. The development of the current district cooling grid is therefore interesting. Instead of replacing old machines in other buildings with new ones they can be connected to the existing grid. It is consisting of two absorption machines and free cooling and delivering cooling to the buildings KK4, KA3 and SAK-lab/office. The energy to the machines came from waste heat which is good for the efficiency and for the environment. Today the cooling system can manage the demands but how much can be connected to the grid in the future and where the limitations is for the current cooling system has yet no answer. The capacity of the absorption cooling is about 3MW and it is three times more than what is delivered today. So, the limitations are not the installed capacity but instead the different circuits in and out to the cooling machines. In this study previous measurements were important because only free cooling was used during this project. Problems with sensors, logging data and missing flowmeter made it impossible to do concrete calculations. Instead this study is a first step in the right direction to development of the district cooling system well as suggestions for future work. If the grid can be used to full potential the power consumption and the maintenance cost will decrease which is good for the environment and the economy.

This independent degree project has been implemented on behalf of FVB Sverige AB in collaboration Sundsvall Energi AB with the initial purpose of mapping manufacturers of hot water driven absorption chillers. After that, several technical solutions are examined to manage the peak load of a theoretical object which cannot produce the cooling power required with only an absorptions chiller, due to limitations in the district heating supply. The market study has shown that the supply of absorption chillers with drive temperatures of 70–90˚C is limited to a few manufacturers. World Energy offers a unit with drive temperatures of 70 ˚C and efficiency (COP) of 0,4. Due to limitations of district heating flow, a unit with drive temperature of 85 ˚C and efficiency of 0,77 is chosen. The technical solutions are dimensioned for a building with a peak power of 264 kilowatt, where the required peak load ranges from 31 to 39 kilowatt. The technical solutions examined are a solar collector system, tap water heat exchanger, and a conventional compressor driven chiller. The solar collectors are dependent on location but use no refrigerants that are affected by the F-gas regulation. The tap water solution consumes large flows of tap water, but the installation is simple. The conventional chiller is not location dependent but uses ozone degrading refrigerants and has a high cost of operation. From an economic perspective the technical solutions are equally profitable with a present net value of approximately 500 000 SEK and pay-back of 13 years. The examination has also shown that the present value is one million crowns in sales of heat and building after a ten-year period. In conclusion the conventional chiller has the biggest prerequisites to be used as a standardised solution for buildings with a bigger cooling load. Based on the technical and economical conditions.

Det här arbetets syfte är att ge förslag på ny kyllösning i en kommersiell fastighet. Den nuvarande lösningen innebär att kylan kommer ifrån tappkallvatten som spolas in i en värmeväxlare, den här lösningen är både dyr och har en negativ påverkan på vår miljö, fastighetsägaren är inte nöjd med detta och vill göra om systemet. Då det inte finns några direkta mätvärden från systemet förutom vattenförbrukningen så är effekt-och energibehovet en osäkerhet. Två driftfall har tagits fram där driftfall 1 och driftfall 2 har ett effektbehov på 80 kW respektive 130 kW. Utifrån driftfallen har effekt- och energiprofil tagits fram. Med hjälp av profilerna har en ny lösning tagits fram men med fyra olika metoder. Undersökningen tar upp lösningar med fjärrkyla, bergkyla, absorptionskyla och kompressorkyla. Fjärrkylan är idag inte ett möjligt alternativ då det fortfarande inte finns ett fjärrkylanät men diskussionerna pågår om ett sådant nät och på grund av detta är fjärrkyla med som en möjlig framtida lösning. Undersökningen visar att fjärrkyla inte är ett lönsamt alternativ, detta eftersom man behöver behålla nuvarande lösning fram till dess. Absorptionskyla är inte heller ett bra alternativ och det beror på det höga fjärrvärmepriset. Det visar sig att lösningen med bergkyla eller kompressorkyla är de bästa alternativen där en kompressordriven kylmaskin ses som den mest lönsammaste men ur en miljöaspekt är den det mindre bra även om den kylmaskin som används i denna undersökning använder sig av ett köldmedium med förhållandevis lågt GWP-värde. / This study’s purpose is to give suggestions of a new cooling system in a commercial building. The current system implies that the cooling come from tap cold water that flushes into a heat exchanger, this solution is both expensive and have a bad impact on the environment. The property owner isn’t satisfied with this and want to remake the system. There isn`t many measurement values that I can use to calculate the effect and energy needs for the building except the water consumption in the cooling system. Because of this uncertainty two cases have been used in this study. The first has an effect need of 80 kW and the other have an effect around 130 kW. From these two cases has an effect and energy profile been made from each of the two cases. With the profiles made, can a new solution be presented and in this study we have four different methods for the cooling system. An investigation has been made on district cooling, ground cooling, absorption cooling and compressor cooling. The district cooling isn`t possible today because it doesn’t exist but the local energy company having discussions about it and because of this, district cooling is a possible future solution. The study shows that to wait for a district cooling isn´t a profitable solution, neither is the solution with the absorption cooler, the absorption machine is being driven by district heat and the price is too high in Bollnäs. This study shows that ground cooling or compressor cooling are the best options in this case. The compressor cooling is the most profitable, but it has a downside in the environment perspective. All energy is based on electricity energy, and the refrigerant can affect the environment in a bad way if it´s a leak. But I should say that the cooling machine used in this study uses a refrigerant that has a relatively low GWP-value.